金属工艺三级项目 1.docx
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金属工艺三级项目 1.docx
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金属工艺三级项目1
—不同刀具角度及切削用量下表面粗糙度控制
学院:
机械工程学院
班级:
机械自动化三班
组员:
指导老师:
胡怡/朱玉英
一任务分工:
姓名
分工
分数
史金灵
试验样品的加工与测量,,实验数据分析
8
崔文浩
试验样品的加工与测量,,实验数据分析
7.5
马鑫
试验样品的加工与测量,ppt制作
7.5
乔伟
试验样品的加工与测量,实验报告的撰写
7
王硕
试验样品的加工与测量,,实验数据分析
8
薛小强
试验样品的加工与测量,,实验数据分析
7
二.不同材料在不同刀具角度及切削用量下表面粗糙度控制实验
一、实验目的:
1、掌握金属材料的切削性能。
2、掌握刀具角度对表面粗糙度的影响。
3、掌握切削用量对表面粗糙度的影响。
4、刀具角度和切削用量对表面粗糙度的综合影响规律。
二、实验设备及仪器:
1、普通卧式车床
2、普通车刀
3、铸铁工件
4、表面粗糙度测量仪或光切显微镜
三、试验原理
金属切削加工的工件表面微观上表现为间距较小(小于1mm)、高低起伏的微小峰谷。
这些峰谷的一些特征参数即为表面粗糙度,其值反映了零件表面加工痕迹的高低不平程度和峰谷间的某些特征。
它和工件的尺寸精度、几何形状精度、相互位置精度以及零件表层的物理力学性能一样,是度量工件加工质量的重要指标。
影响工件表面粗糙度的因素很多,也很复杂,主要有以下几个方面:
切削刃构造、切屑形状、加工振动、刀具角度、材料性能、切削用量等,我们实验主要研究刀具角度和切削用量对工件表面粗糙度的影响。
1.刀具角度:
主要考察主偏角对表面粗糙度的影响规律,即主偏角越大,表面粗糙度越大,主偏角越小,表面粗糙度越小。
观察刃倾角对切削流动方向的影响。
2.切削用量:
主要考虑切削速度、进给量和背吃刀量对表面粗糙度的影响规律。
(1)切削速度v对表面粗糙度的影响:
加工塑性金属时,v值越高,材料的变形越小,粗糙度值也越小。
v小于5m/min或大于100m/min,不宜产生积屑瘤,对减小Ra值有利。
v在20~30m/min时切削塑性材料最易产生积屑瘸,使Ra值增加。
常用低速或高速切削以避免积屑瘤的产生,可以降低表面粗糙度。
(2)进给量f对表面粗糙度的影响:
在其它条件不变时,根据公式
H=f/(ctgKr十ctgKr′)
减小进给量f可有效地减小残留面积高度H,故可降低加工表面粗糙度。
(3)背吃刀量ap对表面粗糙度的影响:
比进给量和切削速度影响都小。
当ap小时,切削力也小,不宜产生振动,对减小Ra值有利。
四、测量仪器
1.光割显微镜。
以光切法测量零件加工表面的微观不平度,一般用于测量微观不平度十点高度Rz,能判定国家标准所规定参数Rz<=80~0.8μm表面粗糙度。
2.表面粗糙度测量仪。
用于表面粗糙度的精确测量。
五、实验方法和步骤
1、确定实验指标和实验因素
a、实验指标:
工件表面粗糙度
b、实验因素:
车刀刀具角度(45°、60°、90°),切削速度v,进给量f、背吃刀量ap
2、确定各因素水平,列出因素水平表及正交实验表,对铸铁、45#钢和铝合金工件进行切削加工实验。
因素水平表
因素
车刀主偏角Kr
机床转n
进给量f
背吃刀量ap
1水平
45°
55
0.1
0.1
2水平
60°
130
0.32
0.2
3水平
90°
240
0.48
0.4
正交实验表
实验号
车刀主偏角Kr
转速n
进给量f
背吃刀量ap
表面粗糙度Ra
1
1(45°)
1(240)
1(0.48)
1(0.4)
33.6364
2
1(45°)
2(130)
2(0.32)
2(0.2)
35.4732
3
1(45°)
3(55)
3(0.1)
3(0.1)
63.4414
4
2(60°)
1(240)
2(0.1)
3(0.2)
63.7714
5
2(60°)
2(130)
3(0.48)
1(0.1)
158.6393
6
2(60°)
3(55)
1(0.32)
2(0.4)
8.5383
7
3(90°)
1(240)
3(0.32)
2(0.1)
99.1298
8
3(90°)
2(130)
1(0.1)
3(0.4)
21.6972
9
3(90°)
3(55)
2(0.48)
1(0.2)
34.8562
K1j
132.5510
196.5376
63.8719
227.1318
K2j
230.9489
215.8097
134.1008
143.1413
K3j
155.6832
106.8358
321.2104
148.9010
极差Rj
98.3980
108.9739
257.3386
83.9906
6、分析实验结果
1、根据极差R的大小,排列现在条件下影响不同切削材料表面质量的主次因素
由正交试验表和柱状图,我们可得知影响铸铁表面粗糙度的因素主次关系是:
进给量>车刀主偏角>转速>背吃刀量。
材料
铸铁
主→次
进给量f>转速n>车刀主偏角Kr>背吃刀量ap
2、最优切削加工方案
由Kj可知道车刀主偏角Kr、转速n、进给量f、背吃刀量ap对铸铁表面粗糙度的影响如下图:
材料
铸铁
最佳切削工艺
Kr=45°n=240f=0.1ap=0.4
3、最优加工方案的表面粗糙度测量验证
材料
车刀主偏角Kr
转速n
进给量f
背吃刀量ap
表面粗糙度Ra
铸铁
45°
240
0.1
0.4
7.233
三.项目过程描述(相应的照片)
1.调研过程
跟其他班一起学习,师傅列的板书
加工之前我们在一起学习并讨论
2.加工过程
用尖车刀加工完后的工件
用45度车刀加工完后的工件
3.测量过程
观察到的绿色的连续点
测量表面粗糙度
实验号
︱h1-h2︱
︱h3-h4︱
︱h5-h6︱
︱h7-h8︱
︱h9-h10︱
Ra
1
116
117
115
120
118
33.6364
2
121
126
119
124
128
35.4732
3
220
219
224
226
216
63.427
4
224
221
226
222
218
63.7714
5
550
549
556
553
555
158.5962
6
29
27
28
31
33
8.4952
7
340
355
343
345
344
99.1298
8
73
76
75
77
77
21.6972
9
120
119
124
123
121
34.8418
四.实验验证结果分析:
由于车床,刀具,以及测量误差等原因,我们进行了多次测量,在测量师小心细致,每个成员都仔细认真完成测量任务,然而误差不可避免,导致结果与一般规律有一定偏差,在这种情况下,我们认真分析后,找到了最优方案。
五.总结
在整个实验过程中,我们组员始终在一起加工试验样品,测量数据,各个环节都尽心尽力。
组长更是尽职尽责,在加工样品和测量数据时总是第一个做好任务。
尽管这次实验被安排在课下,没有老师跟着,可是我们在这次三级项目的完成中学到的不仅是如何完成作业,还有彼此间的合作。
在一个团体中的讨论、协作和互相帮助,更让我们了解了集体之于个人的重要含义。
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